弹道学汇总68

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1 简述火药的分类及其性质。

答：火药通常分为混合火药和溶塑火药两大类。混合火药是以某种氧化剂和某种还原剂为主要成分，并配合其它成分，经过机械混合和压制成型等过程而制成。溶塑火药的基本成分是硝化纤维

素。由于一般都采用棉纤维为原料，习惯上称之为硝化棉。硝化棉溶解于某些溶剂后，可以形成可塑体，再经过一系列加工过程，就可以制成溶塑火药。

2什么是火药的能量特征量？

答:爆热QW：一公斤火药在真空定容情况下燃烧并将其气体冷却到18℃时所放出的热量，称为火药的爆热。单位为千卡/公斤。比容W1：燃烧一公斤火药所产生的气体，在压力为一个大气压，温度为0℃，水分以气态考虑时所占有的体积，称为火药气体的比容。单位为dm3/公斤。爆温T1：设想火药燃烧生成的能量全部以内能的形式储存在燃烧后生成的燃气之中，并以温度形式表现出

来，这时燃气所具有的温度称为火药的爆温。

3，火药力的物理意义是什么？

物理意义：一公斤火药燃烧后的气体生成物在一个大气压下，当温度升高t1°c时膨胀所做的功。R(T1-273.15)焦耳/公斤

4,什么是火药的几何燃烧定律？满足该几何燃烧定律的条件有哪些？

几何燃烧定律是火药在燃烧过程中是按照平行层或同心层的燃烧规律逐层进行的

必须具备三个条件：（1）在开始点火时，所有火药表面同时着火，并在相同条件下燃烧（2）所有火药个点的化学性质和物理性质相同，即药粒燃烧表面的各点燃速都相同（3）在装药中，药粒

的形状和尺寸都要严格一致

5,请画出管状、带状、方片状、棍状、立方体火药燃烧去的百分比与火药相对厚度及火药相对面积与火药相对厚度的变化图（?-Z、?-Z）。：

6.影响火药燃速的因素有哪些？

（1）火药成分的影响：火药能量越大，燃速也越大，均与成分相关。（2）火药初温的影响：初温越高，燃速越快。（3）火药密度的影响：密度增加，燃速减小。（4）压力的影响：较复杂，一

般压力增加，燃速加快。（5）火药表面气流的影响 侵蚀燃烧现象 侵蚀燃烧现象：燃烧较长火药时，燃烧产物沿火药表面流动，表面流速较大的一端火药燃烧较快，因此

经过一定时间后，原来尺寸均匀的长径状药燃成喇叭口形状

7.什么是膛线缠度?？与缠角?的关系怎样？

导程与炮膛口径之比（η=h/d），即以口径倍数表示的导程为缠度η。缠度与缠角α的关系为η=π/tgα。

8.发射时，火药的潜能转化成哪些形式的能量？

弹丸直线运动功（E1）、旋转运动功（E2）、摩擦功（E3）、火药气体运动功（E4）、后坐功（E5）、弹带挤进膛线消耗功（E6）、热量传递损失（E7）

9.什么是次要功系数？它的物理意义有哪些？

在射击过程中火药气体所做的主要功与另外的四项次要功之和可用各次要功与主用功的比例系数之和再与主用功的乘积表示，即ΔEi=（1+K2+K3+K4+K5）E1。其中系数φ=1+K2+K3+K4+K5即为次要功系

222数。其中K2=（ρ/r）tgα K3=（ρ/r）γtgα K4=ω/3q K5=q(1+ω/q)/Q0 物理意义：次要功系数φ是一个包含弹丸旋转运动载，摩擦功，火药及火药气体运动能量及后座运动能

量的系数，φ1=1+K2+K3是一个仅包含弹丸旋转运动载及摩擦功的系数，φ2=1+K2+K3+K4是忽略了后座运动能量的次要功计算系数。

10.请描述弹后空间的压力分布

由于弹丸的运动，弹后空间的气体也跟着一起运动，因此形成气流。在弹丸底部气体流动速度等于弹丸速度，而膛底气流速度为零，即在弹压空间存在速度分布，因而必然存在压力分布（弹底压

力最小，膛底压力最大）由此可见弹丸在膛内火药气体压力下不断运动，也就不断破坏膛内压力的平衡态，因此在每一瞬间都要形成堂内压力分布。在满足假设①忽略气体粘滞性②药室直径与跑

22堂口径相等③火药气体与未燃尽的火药固体在弹后空间内是均匀分布的。此外忽略伸管后座的影响(即后座引起的对气流的惯性力)满足这些后作用在X面上的气体压力Px=Pd[1+（1-X/L）w/2qφ

1]，由此可看出弹后空间的压力分布是一个2次曲线。当x=0时即膛底压力，当x=L时即弹底压力。

11 什么是膛底压力、弹底压力、平均压力？它们之间的转换关系？

由于弹丸的运动，弹后空间的气体也跟着一起运动，因此在膛内形成了气流。在弹丸底部气流速度应该更高，即等于弹丸运动速度；而在膛底的气流速度应该最低，可以认为等于零。也就是在弹压空间存在着速度分布，因而存在压力分布，气流速度最大的弹底部压力最小，此压力即为弹底压力；而气流速度最低的膛底，压力最高，即为膛底压力。 平均压力：由于处理问题的需要而引入，即认为火药是在某个平均压力下燃烧的，弹丸的运动和能量的交换也是在同一平均压力下进行的。大大的简化了计算。

膛底压力公式： 弹底压力公式： 平均压力公式： （转换关系显而易见）

12 发射中，前期、第一期及第二期各有什么特征？它们有什么联系？

前期：射击开始时，击发底火点燃了点火药，可以认为是瞬间烧完而达到点火压力PB 。药筒内火药就在这样的压力下开始着火和燃烧，不断生成气体，使药室内压力不断增加。（认为压力在达

挤进压力P0瞬间，弹丸没有运动，火药在定容下燃烧）

第一时期：在火药继续燃烧的同时，弹丸也开始运动。以后随着膛内压力的不断上升，弹丸不断地加速运动。这一时期同时存在使压力上升因素dp∕dt和是压力下降因素V，当这一时期开始时

由于弹丸从静止状态逐渐加速，弹丸后部空间增加较小，是的火药在较小容积中燃烧，密度增加，压力迅速升高。此时dp∕dt成为主要矛盾，dp∕dt〉0，因而压力曲线上升。随着射击过程的进行，在压力增长的作用下，弹丸速度不断增加，一直弹丸后部空间也不断增加，其结果使得气体密度减小，总存在一个时刻两个因素影响正好相抵消，即dp∕dt=0，此时Pm称为最大压力。弹丸

速度继续增加，弹后空间越来越大，于是使压力下降的因素成为主要矛盾，dp∕dt〈0于是压力不断下降，此时P=PK,V=VK,L=LK,t=tk

第二时期：第一时期结束就是第二时期的开始。此时火药气体已经烧完，不会再生成新火药气体，但是原火药气体仍有大量没被利用，压力仍然很高。弹丸在火药气体压力的推动下将继续加速运

动。弹丸后部空间更迅速的增加，时的膛内压力不断下降。弹丸底面云动到炮口瞬间，速度增加至最大值，然后射出炮口。第二时期结束。

内弹道的基本方程包括哪几个方面？请写出方程组？

几何燃烧定律 de/dt?u1P ???Z???Z2 燃烧速度定律 13.

弹丸运动方程 SPdt??md?（S炮膛横断面面积，P平均压力） 气体状态及能量转换方程

14.14掌握内弹道分析解法的步骤（P77）。消化课本86页的例题计算。

解：起始数据 （已知） 炮膛断面S 药室容积W0 弹丸全行程长lg 弹丸重量q 挤进压力P0 装药量w 火药起始厚度2e 起始长度L 起始宽度d 火药特征量f α 火药形状特征量

χ χλ 压力全冲量Ik 次要功系数ψ 火药气体比热比K 火药密度δ

弹道计算：1前期 计算 装填密度△=w∕W0

火药燃烧去的百分比ψ0=（1∕△-1∕δ）∕（f∕P0+ α -1∕δ）相对燃烧面积ζ0=根号下（1-4ψ0λ∕χ）相对燃烧厚度Z0=2ψ0∕χ（1+ζ0）

第一时期计算 x1=1-Z0 K1=χζ0 SIk ∕ψm =Vk' B=S2Ik 2∕fw ψm B1=BΘ∕2-χλ B∕B1 B1∕K1 γ=B1ψ0∕K12 L0=W0 ∕S α =L0△∕δ1 L△ =L0△(1∕△-1∕δ) Xm=K1 ∕{[B(1+Θ)∕(1+Pm∕fδ1)]-2χλ}

由以上可得到Vk =（1-Z0）SIk∕ψm （k代表k时刻） Lk=Lψ（平均）（Zk（平均）的B∕B1次方再-1） Pk=fw{1-[BΘ（1-z）2 ∕2]∕[s（L1+Lk）] 上式中L1=L0（1- α△ ）

第二期计算 炮口速度 Vg=Vj乘以根号下1-[（L1+Lk∕L1+Lg）的Θ次方][1-（Vk比Vg）2] Vj=根号下2fw∕Θψm 炮口压力 Pg=Pk[（L1+Lk∕L1+Lg）的1+Θ次方]

t=2L'∕v’+从L’到L对dL∕v积分 列表比较实验值和计算值 包括Pm tm （ 此处m表示最大值处） Vg tg Pg 画出曲线对比

15发射中，前期、第一期及第二期各有什么特征？它们有什么联系？

装填条件（火药形状、装药量、火药力、火药压力全冲量、弹重、药室容积、挤进压力、拔弹力、点火药）对弹道性能影响如何？

答：1）火药形状变化的影响：装填条件中火药形状的变化通常有两种原因：一种是为了改善弹道性能，有目的地改变药形；另一种是在工艺过程中火药形状产生的一些疵病。对于标志火药形状

的特征量x，随着x的增加，Pm增加很快，Vg增加很慢，而l和l都相应的减少。 2mkSP(l??l)?f?????m?2

2）装药量变化的影响：装药量的增加，即火药气体总能量增加，将是最大压力增加，使初速也增加。但是，装药量的变化对最大压力的影响，比对初速的的影响大，所以随着装药量的增

加，最大压力增加比初速增加得快。

3）火药力变化的影响：火药力的增加即火药能量的增加，f和w总是以乘积fw的形式出现，而且w变化可以引起余容项变化，f变化对余容项无影响，但余容项的变化对弹道诸元的影响一

般来说不显著，所以f和w对弹道诸元的影响没有什么区别。火药力对最大压力和火药燃烧结束位置的影响比对初速的影响要显著的多。

4）火药压力全冲量的影响： I变化有两种，一种是火药厚度e的变化，另一种是燃烧速度系数u的变化。I越小，则最大压力和初速增加，而燃烧结束则相应的较早。Pm和l对火药厚度

k11kk

的变化具有极大的敏感性，而对初速的影响较小。同时，火药的燃烧速度是与温度有关的，随着药温的变化，燃烧速度也相应的变化，从而导致压力全冲量的变化。

5）弹重变化的影响：弹重的增加就表示弹丸的惯性增加，其结果必然是最大压力增加和初速减少。而燃烧结束点也随着移近炮尾。

6）药室容积变化的影响：药室容积的变化，表示气体自由容积的增大，必然引起各弹道诸元的相应变化。

7）挤进压力变化的影响：引起挤进压力变化的原因很多，包括火炮和弹道的工艺生产条件，材料使用过程中的磨损和其他各种复杂因素等。挤进压力增加，即弹丸开始运动瞬间的压力增

加，因此，弹丸运动之后，压力增长的比较快，是的最大压力增加，燃烧结束较早，初速增加。

8）拔弹力变化的影响：弹丸同弹壳或药筒之间相结合的牢固程度决定于拔弹力的大小。拔弹力的变化将直接影响挤进压力的变化增加拔弹力将使最大压力和初速增加，而前者有比后者增加

的显著的多。

9）点火药的影响：点火药量太少，会引起迟发火，不但使初速不稳定，而且也不安全；点火药量太多，实际上就增加了点火压力，从而增加了最大压力和初速。前者比后者增加显著。

1.试述空气阻力由哪几部分组成？并说明各组成部分的物理本质。

2.答: 1、摩擦阻力：其物理本质是由于空气的粘性。2涡流阻力：物理本质：弹头与弹尾的压力差。由于弹尾部附近没有气流流过，形成低压区，而弹头部压力很大，故产生了压力差。3.超音速时的波动阻力：由于弹丸运动引起空气的压力变化，导致密度变化。超音速传播 时，各瞬时点扰动波重叠一锥面，弹丸在此内运动即有了波动阻力。

2， 弹丸在超音速和亚音速飞行时，所受空气阻力有何异同?说明不同点物理本质。

答：亚音速飞行时：涡流阻力为主要阻力，其物理本质为：弹头与弹尾的压力差。由于弹尾部附近没有气流流 过，形成低压区，而弹头部压力很大产生的压力差。

超音速飞行时：波动阻力为主要阻力，其物理本质为：由于弹丸运动引起空气的压力变化，导致密度变 化。超音速传播时，各瞬时点扰动波重叠一锥面，弹丸在此内运动即有了波动阻

力。

3、阻力系数有何物理意义？答：物体所受到的阻力与气流动压和参考面积之比。

4.有攻角时，各空气动力及力矩的表达式组成、各空气动力及力矩的方向如何？

5,什么是阻力定律?

如果取定某个标准弹，精确的实测出攻角等于零的阻力系数曲线称为阻力定律

6,为什么要引入弹形系数？其意义何在？确定方法有几种？

i值反应了弹行差异所引起的阻力系数差异并从而引起的阻力差异。在一定的M数下，一定的弹丸只有一个阻力系数值，但由于所取阻力定律不同却有不同的i值所以要引进弹形系数。 I值反映弹形特征的重要参数，它的取值大小每每标志着枪炮及弹丸的设计质量。

确定方法：（1）实验测定（2）对比选定（3）公式计算

7什么是弹道系数？

弹道系数用C表示，是由表示弹丸形状、大小和惯性诸元特征的量i、d及m所组成，故系数C反映了弹丸组合特性对阻力加速度的影响，C值的差异导致了弹道的差异，因此称C为弹道系数。 8为什么引入标准气象条件？其包括哪些内容？

原因：空气密度p（肉）与气温t（套）以及气压h有关，而p和t（其中包括水蒸汽压力a，及绝对湿度）等气象诸元，不仅随不同地点而异，且在同一地点还随时间和高度不同而变化，，枪炮经常在不同时刻和地点射击，弹丸又在不同高度飞行，故必须采用一个标准气象条件。

3,包含内容：1、气象诸元包含地面标准值Ton=15℃，P（肉）on=1.206㎏·m-，pon=100kpa，aon=846.6pa 2、气象条件随y分布的标准条件： 气温t虽高度y分布的标准的定律 气压p随高度y

分布的标准定律

9、虚温的物理意义是什么？

虚温可以理解为与湿空气具有相同压力和密度的干空气的温度，相当于一个等效温度。

10.试对比空气弹道和真空弹道的主要特性。

答：真空弹道：（1）真空弹道是一条对称的抛物线，其对称轴y与最大弹道高重合，升弧OS和降弧SC的形状相同。（2）弹道上任意一点的速度取决于该点的弹道高，同一弹道高处得速度值相同。因此，初速与末速数值相等，顶点的速度最小；（3）在弹道等高的两点上，其切线倾角绝对值相等； （4）最大射程的发射角为45 °；

（5）弹丸在升弧的飞行时间等于弹丸在降弧段得飞行时间

空气弹道：（1）弹头速度沿弹道变化，（2）空气弹道有不对称性 （3）有最大射程角，真空弹道为45度

11.什么是弹道的刚性原理？它有何实际意义

答：当ɑ及?角均很小时，弹道好像一个刚体，可以围绕射出点o在水平线ox上下很小的角度?范围内摆动而不改变弹道的形状。

12.什么是弹丸的相对留空时间？它有何实际意义？

答：将抛物线弹道按其最大高度分为N层，每层厚度为a。设弹丸飞经第i层的升弧及降弧的时间为t，则t与弹丸飞行总时间T的比值为相对留空时间。

实际意义：在修正理论中，必须用相对留空时间，提高计算准确性。

13.什么是假速度？什么叫西亚切替代？引入的目的是什么？

v14.假速度：真实速度沿铅直方向在初速矢量线0上的投影 西亚切替代：用小于1的cos?0来修正由于用U代替v以及忽略H(y)的变化产生的误差 引入目的：修正用U代替v产生的误差。

14,什么是直射射程？它有何实际意义？

直射射程:弹道顶点高Y等于目标高时全水平射程 意义：直射射程的大小实际上是衡量弹道低伸性能的指标，直射射程越大，弹道低伸性能越好。

15,什么叫弹丸飞行稳定性？飞行稳定的弹丸是否一定散布小？为什么？

弹丸飞行稳定性：表征弹丸保持固有运动状态或抗外界干扰能力的特性。飞行稳定的弹丸不一定散布小，因为弹丸自膛内开始运动直到空中飞行，总存在攻角的情况，从而增加了阻力并使速度方v向偏离理想弹道的切线方向。

16什么叫飞行弹丸的陀 立螺稳定性？试分析Sg>1的物理意义？

17.定性说明旋转弹丸动力平衡角形成的原因，并分析影响此角的主要因素。

在弹速方向不断低头的情况下，右旋弹弹轴向右偏，弹轴的平均位置称为动力平衡轴，与速度方向的夹角称为动力平衡角（平均章动角）。

因素：1，弹道参数：弹速、倾角。2，弹丸外形及质量分布情况，气动外形，质量分布，极转动惯量、弹长、阻力臂等。 3，转速比。

18试说明偏流形成的原因？

19低速旋转对尾翼弹有何作用？是否低速旋转对尾翼弹的稳定性有利？

（1）减小弹道偏差，大大减小不对称因素引起的散步。（2）不一定。如果选择适当，则有利。如果不当选择，也会引起弹丸不稳定飞行，使散步增大，产生两种后果：一是共振现象，另一是马格努斯效应引起的不稳定现象。

20共振的原因是什么？有何害处？如何防止？

共振的原因：弹丸旋转时，不对称因素成为周期性强迫力矩。如果弹丸旋转一周的时间等于弹丸摆动周期，将发生共振。也就是外加强迫力矩将周期性增大弹丸的摆动。

害处：引起弹丸不稳定飞行，使散布增大。

防止措施：当马格努斯力及力矩对尾翼弹的飞行稳定性影响不大时，为了避免共振，可选择弹丸的转速大于2~4倍的共振转速；当马格努斯力及力矩对飞行稳定性影响较大时，应选取低于共振转速的转速。

21什么叫平衡转速？它主要与哪些因素有关？

平衡转速为力矩之和为0时的转速。

平衡转速与速度成正比，与斜置角或斜切角ε成正比，与极阻尼力矩成反比，又因为Mzz=CKzzV ，则与Kzz成反比，与倒转力矩系数导数mzw有正比，mzw随马赫数的增大而增大，随攻角的增大而减小，Kzw与平衡转速成正比，从而影响平衡转速的大小。

22. 静稳定贮备量是如何定义的？

答：阻力臂h与全弹长l之比的百分数来衡量。（P234表下面）

23. 什么叫弹丸飞行中波长？波长的大小对尾翼弹的运动有何影响？

答：在一个周期内弹丸质心运动的弧长称为摆动波长计作λ。过长，弹丸攻角长久偏离平衡位置，飞行稳定性差；过小，弹丸摆动过频，阻力增大，射程减小。

24什么叫动态稳定性？说明导出动态稳定性条件的思路？

动态稳定性即弹丸必须在全弹道上攻角始终是衰减的。2如旋转理论，只要限制动平衡角的大小，就可以满足射弹要求的追随运动，弹丸的外形不对称及质量偏心都会形成非其次项，但是，只要限制工艺过程，这些因素引起的解很小，因此，我们将研究弹丸的飞行稳定性问题，缩小的只是研究弹丸的飞行其次方程所对应的起始条件下的稳定性问题。然后根据微分理论得知，推出动态稳定条件。

25动态稳定因子Sd（S*d ）表达式中各符号含义是什么？

Sd = 2 * B2 / B1 =S*d -1 B1 = 0.5 *(K22 +by ---bx --- g * sinθ/v/v) B2 = 0.5 * (by - ky)

27 动态稳定条件与静态稳定条件有何关系？

21/Sg

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